國家級科學數據中心建設對吉林省科學數據中心建設的示范效應

劉 楊，陳曉玲，全志薇，毛 剛

（吉林省科學技術信息研究所，長春 130033）

0 引言

科學數據是指人類社會科技活動所產生的基本數據，以及按照不同需求而系統加工的數據產品和相關信息。科學數據中心可以是物理的或虛擬的，具備數據倉儲能力，配以相應的政策、人員和支撐體系，為特定的學科領域、團體或特別的應用目的提供科學數據的相關功能或服務，包括數據采集、傳輸、保存、處理、展示、共享、計算、增值等。也是現代科學研究進入數據密集型科學發現范式的基本保障，是國家信息基礎設施的重要組成部分。

本文通過國家級科學數據中心的比較研究和理論研究，將國家級科學數據中心的管理模式、資源體系、功能體系進行歸納總結，分析其對應的理念、體制、機制和方法；試圖結合理論研究和吉林省的實踐經驗，形成吉林省科學數據中心的建設框架，并將具體的對策建議予以理論化表達；側重于從社會學和政策學角度分析調研國家級科學數據中心的體制機制和管理運行等議題，在一定意義上拓展了省級科學數據中心的研究對象和研究視野。

1 國內外科學數據中心發展現狀

國際很早就有一定規模的科學數據中心，且學科涵蓋面較廣。如美國國會授權科學與技術政策辦公室、國家科學基金會、國家航天航空局、國家海洋與大氣管理局、地質調查局、國立衛生研究院等為數據基礎設施建設的主導者，以國家級科學數據中心為核心，加大政策約束與資金投入，加強數據存儲與共享方面的引導與激勵，構建美國科學數據基礎設施，維護美國在國際科學與工程領域的領先地位。英國國家科學數據中心體系主要依托英國研究理事會（RCUK）下的7個理事會構建，自然環境研究理事會、經濟與社會研究理事會、藝術與人文研究理事會等設有數據中心的機構就相繼發布了數據管理與共享政策。

我國政府對科學數據資源建設給予了高度重視，2002 年科技部正式啟動了“國家科學數據共享工程”，數據資源建設和共享作為支持國家創新發展的戰略工程，納入《2004—2010 年國家科技基礎條件平臺建設綱要》，并成為國家中長期科技發展規劃中的一項重要內容。2018 年國務院辦公廳印發了《科學數據管理辦法》，這進一步加強和規范了科學數據管理。2001 年底在氣象科學數據領域啟動科學數據共享工程第一個試點以來，2002 年又在農業、林業、水文水資源、地震、測繪、地球系統科學等8 個領域開展試點，初步形成了一批資源優勢明顯的科學數據中心，有利于推動我國多個領域的科學數據共享工作，強調學科性、開放性和服務性。2019 年6 月，科技部、財政部在原有科學數據類國家平臺基礎上，進一步優化調整為“國家高能物理科學數據中心”等20 個國家科學數據中心。2020 年1月，全國首家國家計量科學數據中心浙江分中心獲批，目前正在籌建。

2 國家級典型科學數據中心發展現狀

本文選取了10 個典型的國家科學數據中心，如表1 所示。

表1 國家級典型科學數據中心匯總

2.1 組織體系

（1）典型的國家級科學數據中心的組織機構是以領域內的高水平科研機構作為承擔單位，依托全國各省的相關領域高校、科研機構及企業作為分中心或者子網共同建設。如農業農村部主管的國家農業科學數據中心依托中國農業科學院農業信息研究所，自然資源部主管的國家海洋科學數據中心依托國家海洋信息中心，林草局主管的國家林業和草原科學數據中心依托中國林業科學研究院資源信息研究所。

（2）在數據領域方面，每個中心都以某領域的科學數據資源匯交、共享、融合為主，如國家基礎學科公共科學數據中心以“物理、化學、材料、動物、植物、病毒和信息科學等基礎學科”為核心；國家高能物理科學數據中心以“高能物理領域”為核心；國家地球系統科學數據中心以“地球系統科學領域”為核心。

2.2 管理模式

2.2.1 “學科分類＋聯合共建”數據管理模式

國家地球系統科學數據中心按照“圈層系統－學科分類－典型區域”多層次開展數據資源的自主加工與整合集成，已建成涵蓋大氣圈、水圈、冰凍圈、巖石圈、陸地表層、海洋以及外層空間的18 個一級學科且學科面廣、多時空尺度、綜合性國內規模最大的地球系統科學數據庫群，建立了面向全球變化及應對、生態修復與環境保護、重大自然災害監測與防范、自然資源（水、土、氣、生、礦產、能源等）開發利用、地球觀測與導航等多學科領域主題數據庫115 個。國家基礎學科公共科學數據中心形成了基礎學科數據資源體系、分布式科學數據資源統一管理、集成融合、分析挖掘和應用服務的技術體系、標準體系和服務體系，支撐了98 個國家重點研發計劃項目數據匯交，建立自主學科領域數據庫，數據標準體系分為專用標準和指導標準。

2.2.2 “中心站＋分中心＋子節點”數據管理模式

國家氣象科學數據中心由1 個國家級主節點、31個省級分節點，以及若干個專題服務分節點組成的覆蓋全國的分布式氣象數據共享服務網絡體系。國家農業科學數據中心建立包括作物科學、動物科學與動物醫學、農業區劃科學、草地與草業科學等12 個大類核心學科資源整合框架，由數據主中心、數據分中心、數據節點三個層次組成的資源整合體系，作物、動物、漁業與水產、熱帶作物、區劃、草地與草業等7 個分中心開展領域數據加工、挖掘應用和共享服務；廣東、湖南、江蘇、江西、新疆等20 多個省級服務分中心提供區域性科學數據共享服務。

2.3 資源體系

國家基礎學科公共科學數據中心數據資源覆蓋17類一級學科，支撐“科學技術部高技術研究發展中心”“工業和信息化部產業發展促進中心”及“中國21 世紀議程管理中心” 三個項目管理機構的國家重點研發項目科學數據匯交工作。基于云門戶的“數據服務－信息服務－知識服務”多元化服務體系，有效促進了基礎科學數據的資源匯聚、開放共享、多學科交叉融合分析和應用。國家地球系統科學數據中心形成了氣候氣象指標、大氣理化數據、自然資源數據、環境與災害數據、人地關系數據、地理背景數據、人文過程數據、陸地水循環數據、陸地生態系統數據、古氣候古環境數據、對地觀測數據的數據分類體系。國家生態科學數據中心按數據中心節點、臺站節點、數據論文數據、專題數據進行數據資源分類，獲得實時數據資源，實物資源包括樣地資源、樣品資源（土壤、植物、其他）、標本資源（植物、動物、土壤剖面、其他）、儀器資源、設施資源。

2.4 功能體系方面

（1）全方位、多角度、多維度的數據服務功能。如國家海洋科學數據中心提供熱門數據、推薦數據功能，如海流綜合數據集大面分集、全球海平面觀測、綜合波浪數據集等熱門數據，逐時水位觀測數據和船舶觀測數據等推薦數據。

（2）實時更新數據資源功能。如國家海洋科學數據中心提供實測數據（海洋水文、海洋氣象、海洋生物、海洋化學、海洋地質、海洋地球物理、海底地形）、分析預報數據（實況分析數據、再分析數據、統計分析數據）、地理與遙感數據（海洋環境遙感產品、矢量地圖數據、遙感影像、海底地形）、專題信息產品、數據節點、數據可視化、數據匯交功能。

（3）科研項目數據匯交和匯交服務功能。如國家農業科學數據中心提供農業科學數據是指在農業領域，通過基礎研究、應用研究、試驗開發等產生的數據，以及通過觀測監測、考察調查、檢驗檢測等方式取得并用于農業科學研究活動的原始數據及其衍生數據，制訂了匯交標準模板、數據匯交流程、數據匯交說明、數據匯交視頻。

（4）大數據挖掘建模與可視化功能。如國家地震科學數據中心形成了觀測數據、探測數據、調查數據、實驗數據和專題數據五大類。國家氣象科學數據中心的地面觀測、衛星云圖、雷達拼圖、智能網絡等可視化氣象數據服務。

（5）多源異構數據的采集和關聯功能。如國家基礎學科公共科學數據中心提供的分布式數據資源自主管理與服務，數據資源集成整合管理與服務，數據資源與服務監控、統計分析及評估管理，數據資源統一發布、共享、服務及應用等。

（6）高質量高水平的科學數據產品。如國家海洋科學數據中心形成了專題信息產品，如海底地形命名、海洋經濟產品、海域海島產品、潮汐潮流預報、海洋災害產品、海洋專題圖集等，在2020 年3 月發布了特色資源“全球新冠肺炎重點疫區地面資料日值數據集”，當前全球新冠肺炎疫情重災區國家（疫情人數大于1 000人）的溫度、氣壓、風速、降水觀測數據。

（7）對外數據接口服務。如國家氣象科學數據中心的氣象大數據接口服務構建氣象數據對外服務接口，提供豐富的全球逐時次滾動天氣實況、全球高空天氣監測實況、全球海洋監測實況等數據接口服務，滿足用戶高時效的并發訪問需求。

（8）開展科學數據應用和宣傳服務。如國家農業科學數據中心提出的數據服務專員為用戶提供基于學科和區域的數據資源咨詢和推介、數據素養培訓等服務。

3 吉林省科學數據中心可持續發展對策建議

3.1 制定或遵循適合科學數據管理的政策法規體系

（1）立足吉林省經濟社會發展戰略需求，面向吉林省經濟社會發展需要，按照《科學數據管理辦法》《吉林省科學數據管理辦法》 要求，建立吉林省科學數據中心。以吉林省科學數據中心建設為契機和紐帶，從科學數據的角度全面融入“一帶一路”建設，使吉林省的科學數據能夠服務全局、參與全面決策。同時，在新的國際國內形勢下，在面對新任務新要求的同時，進一步做好吉林省科學數據戰略資源儲備。

（2）建立健全組織保障體系，根據科學數據資源多源且異質異構的復雜特點，制定完善的科學數據標準體系，涉及包括數據采集與加工、元數據、數據管理、數據質量、數據服務等方面的標準規范，內容需要覆蓋科學數據資源全生命周期的關鍵業務節點，并根據需要制定相應的指導規范。

（3）優化吉林省科學數據生態環境，切實發揮科學數據的作用，體現科學數據的價值，把科學數據 “搞活”，讓科學數據更好地“說話”，使科學數據能夠“繁殖”。

（4）建立科研項目科學數據匯交管理辦法，根據《吉林省科學數據管理辦法》，定期開展科學數據組織管理與呈交共享等方面的獎懲工作。將科學數據呈交情況納入省級重點實驗室考核評價工作中。將科學數據匯交情況納入省科技發展計劃項目結項環節。

（5）與國家科學數據平臺建立對接合作機制，確保接口連接順暢，數據格式統一。與國內其他省份科學數據中心建立交流機制，不斷學習先進經驗和做法為我所用。

（6）科學數據納入人才激勵機制，結合吉林省“破五唯”工作的全面開展，將科學數據呈交情況納入人才評價工作中。協同省委組織部、省人社廳、省科技廳等部門，將評獎、職稱晉級、科技進步獎評選等工作與科學數據工作進行有機結合，以此開拓吉林省科技人才工作新局面。

3.2 地市級科學數據資源向省級科學數據中心集成

（1）為滿足吉林省科技創新和社會經濟發展對科學數據資源的需求，應該加強吉林省的國家科學數據中心建設，構建吉林省完善的科學數據中心體系，以省級科學數據中心建設帶動地市州級科學數據資源統一匯聚，強化省級科學數據中心對科學數據資源的匯聚整合能力，通過開展省級政府資助的科技計劃項目產生的科學數據向省科學數據中心強制性匯交，不斷提升省科學數據中心的科學數據資源質量和規模，使科學數據資源發展成為助力中國科技創新的重要資源。

（2）推動科學數據匯交制度在吉林省的具體實施。堅持“開放為常態、不開放為例外”的理念，對科學數據進行充分分析、挖掘和共享，打好手中“科學數據”這張牌。

（3）對全省匯交上來的科學數據進行統一保管，明確科學數據的密級和保密期限、開放條件、開放對象和審核程序等。根據要求建立應急管理和容災備份機制，建立應急管理系統，對重要的科學數據進行備份。

3.3 重視科學數據中心的科學數據共享和再利用

（1）組織編制科學數據資源目錄，目錄和科學數據應按要求及時與國家相關部門進行數據共享與交換。指導法人單位對本單位的科學數據進行分級分類。

（2）在數據共享方面，旨在提升數據中心的數據匯聚能力、分析挖掘能力和共享服務能力，持續推動和引領中國科學數據共享的發展。依托省科學數據中心進行科學數據的分級分類、加工整理和分析挖掘，對有效整合的各領域各學科的科學數據資源進行科學管理，構建符合吉林省發展需求的科學數據管理與應用服務體系。

（3）在數據再利用方面，加強科學數據的規范管理，通過進一步制定科學數據管理的相關制度、規范、標準和質量控制體系，以科學方法進行科學數據的規范加工、整理、安全保存和使用。加強科學數據的分析挖掘與應用技術方法研究，特別是圍繞吉林省經濟社會發展戰略等重大需求，綜合運用關聯、聚類等分析方法，提升利用科學數據開展知識發現的能力和水平，強化利用科學數據開展增值服務能力建設。

（4）建立吉林省科學數據共享服務平臺，該平臺負責承擔全省科學數據的匯交、審核、宣傳、培訓、咨詢與技術支持的保障服務工作。其中，吉林省科學數據共享服務平臺，是吉林省科技基礎條件平臺的重要組成部分，今后吉林省科學數據的一系列具體實施工作應通過該平臺來開展。通過在線下載、離線共享、定制服務等方式向社會開放數據，實現數據共享。

3.4 培養科學數據中心專業管理人才和科研團隊

加快發展壯大從事科學數據的共享服務人才隊伍和專業分析人才隊伍建設。積極促進科學數據管理與服務人才隊伍的培養，省級科學數據中心的依托單位必須更加重視科學數據管理與服務人員隊伍的建設，通過探索在職位設置、薪資報酬、考核評價等相關方面的鼓勵政策支持，切實保障從事科學數據資源管理和共享服務人員的利益，提升科學數據管理與服務人員的業務能力，不斷壯大科學數據管理人員隊伍，提升科學數據服務水平。

同時，要加強培養或引進高水平科學數據分析挖掘人才，充分發揮利用好省科學數據中心匯聚整合的海量科學數據資源，提升省科學數據中心的科學數據分析挖掘與應用能力，以高水平科學數據分析挖掘人才隊伍的建設帶動科學數據分析挖掘能力提升，支撐吉林省科學數據中心的科學數據資源管理與應用。

3.5 廣泛開展省級科學數據中心與國內外交流與合作

在吉林省科學數據中心建設與發展中，必須充分利用國際和國家科學數據中心的戰略規劃和引領指導作用，積極探索以科學數據中心、多種方式的聯合共建等模式，創新省級科學數據中心的交流與合作方式，省級科學數據中心的建設必須緊跟國家科學數據中心發展趨勢，充分借鑒國內外科學數據中心建設與發展中的成熟經驗。

（1）“1＋N”共建，加強與省內外重點領域的科研機構、重大科學數據組織的交流與合作，優先考慮與省內研究所、高校以及各重點實驗室進行合作。

（2）依托新型研發機構的發展模型，與省內一流的科研院所、高校、企業一同創辦新型研發機構，主要以科學數據資源為基礎，在科學數據的分析挖掘方法、科學數據的升值與應用、科學數據作為生產要素參與生產以實現新舊動能轉化等方面開展研究。

（3）建立吉林省大數據學會的協同模式，以吉林省科學數據中心為法人，組建吉林省大數據（或科學數據）學會，聯合省內的省級重點實驗室、科技發展計劃項目的部分承擔單位等作為會員單位，在科學數據方面開展學術研究、科研攻關。

（4）采用“科學數據＋科技成果轉化”的實用模式，聯合科學數據呈交方、科學數據生產制造方一同對科學數據進行開發并形成數據產品，吉林省科學數據中心按照相關要求負責對這些數據產品進行科技成果轉移轉化，科學數據的需求方可以用創新券購買。部分科學數據對行業發展、企業發展具有廣泛支撐作用的，或基礎性、實用性較強的科學數據的開發成果，可以由政府買單。科學數據的轉移轉化屬于科技成果轉移轉化的重要組成部分，應參照《中華人民共和國促進科技成果轉化法》《吉林省促進科技成果轉化條例》等文件執行。

（5）吉林省科學數據中心采用“集中管理＋科學數據開發技術外包”管理模式，吉林省科學數據中心作為吉林省科學技術信息研究所的內設機構，負責吉林省科學數據的相關日常管理工作。涉及科學數據開發的技術部分，以技術外包、對外招標等形式外包給第三方。

3.6 全面實施吉林省科學數據宣傳與培訓工作

（1）面向全社會不斷宣傳科學數據工作的重要性，為科學數據工作營造良好的社會環境，培養科研工作者樹立科學數據意識，使吉林省科學數據相關單位和相關人員對科學數據工作能夠進一步了解，并掌握一定的科學數據匯交能力，不斷提高科學數據生產能力和生產質量。

（2）吉林省作為科教大省，每年有大量新的科研成果面世，但是基于科學數據繪制的對外宣傳用的科研成果圖表，目前是個空白。在合作框架或協議框架下，根據省政府、省科技廳對外宣傳的需要，可以基于科學數據，應用3DS Max、Illustrator、Chem3D、Matlab、Origin等軟件制作出設計感優美、科技感爆棚、科普感十足、人文感濃郁的宣傳作品，為吉林省科技工作對外宣傳開拓新的模式和渠道。

4 結語

綜上所述，吉林省要提升科學數據質量，形成重點學科數據、重大科研攻關數據、資源匯聚等領域的權威品牌數據資源體系；建立不同學科和領域的數據分析工具和算法平臺，提高科學數據中心對數據的再分析、再利用能力和數據產品開發能力；瞄準國家戰略、吉林省發展需求和科技前沿，提升數據資源精準推薦和定制化服務水平，形成多種形式并存的數據共享服務體系；加強數據知識產權保護；加強數據科技人才培養，提升專業化水平；優化省內數據資源布局，全面加強國內合作，全面提升吉林省科學數據中心在國內的影響力。